[发明专利]一种风电场发电量控制方法及风电场能量控制平台

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风电场发电量控制方法及风电场能量控制平台。

背景技术

近年来风力发电技术快速发展，大规模风力发电机组并网发电后，由于风能的波动性和间歇性，风场有功功率的波动性对电网供需平衡、系统安全带来巨大挑战，尤其在风能密集区域，超出了地区最大容纳能力。调度部门依据电网允许上网用量，实时调度各个风电场的上网用量，风电场能量控制平台在接收到调度指令后，参考风力发电机组运行状态，像风力发电组分配最大出力定值。

现有技术中，按照功率限制分类，风力发电机有三种控制模式，即“自由发电”模式、“功率优先”模式和“转速优先”模式。在非调度状态下，风力发电组在“自由发电”模式下进行发电，如图1曲线Y所示，风力发电机在额定转速以下，处于“最优λ模式”，即风力发电机叶片的叶尖速同风速呈最佳比例状态，风力发电组获得最大发电量；在有功功率调度状态下，风力发电机组需要快速响应能量管理平台下发的最大出力功率，调用有关的限功率控制策略，限定风力发电机组出力，使其尽可能达到或接近最大出力功率。

目前常用的限功率运行模式主要由两种类型，一种为“功率优先”模式，如图2所示，在此限功率模式下，风力发电机转速和功率控制仍按“最优λ模式”即曲线B运行，仅限定风力发电机最大出力，当风力发电机在最大出力下方运行时，转速随风速的变化呈现不断调整的状态；

另一种为“转速优先”模式，如图3所示，在此限功率模式下，风力发电机功率控制由正常运行的曲线A通过提升发电机转速调整至曲线C状态，再限定风力发电机最大出力功率。当风力发电机在最大出力功率下方运行时，转 速呈现出无调整的状态。

以上两种限功率运行模式使用过程中相对独立，单一机组仅采取其中一种作为限功率运行策略。在“功率优先”模式下，风力发电机在最大转速之下能够达到最大出力，但是由于转速响应迟钝导致风力发电机功率响应慢，动态跟随性差，控制精度偏低；在“转速优先”模式下，风力发电机响应快，控制精度高，但是在转速受控但还未达到指定的最大出力的时间段，风力发电机不能达到最大出力。

因此，亟需一种兼顾风力发电机组响应速度和最大出力的控制方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种风电场发电量控制方法及风电场能量控制平台，以兼顾风力发电机响应速度和最大出力。技术方案如下：

一种风电场发电量控制方法，应用于风电场能量控制平台，包括：

检测风力发电机组是否处于有功功率调度状态；

当检测到所述风力发电机组处于有功功率调度状态时，接收携带有当前调度限值的调度指令并根据所述风力发电机组中每个风力发电机所对应的当前风速和功率计算风电场总有功功率；

比较所述当前调度限值与所述风电场总有功功率的大小；

当所述当前调度限值大于所述风电场总有功功率时，计算并判断所述当前调度限值与所述风电场总有功功率的差值是否在预设允许误差范围内；

若否，向所述风力发电机组发送携带有最大出力状态的功率优先控制指令；

若是，向所述风力发电机组发送携带有最大出力状态的转速优先控制指令；

其中，向所述风力发电机组发送的所述最大出力状态包括所述风力发电机组中每个风力发电机所对应的最大出力功率。

优先的，还包括：当所述当前调度限值不大于所述风电场总有功功率时，向所述风力发电机组发送携带有最大出力状态的转速优先控制指令。

优先的，还包括：当检测到所述风力发电机组未处于有功功率调度状态时，向所述风力发电机组发送自由发电控制指令。

优先的，所述向所述风力发电机组发送携带有最大出力状态的功率优先控制指令，包括：

针对所述风力发电机组中每个风力发电机，判断所述每个风力发电机的当前风速与各自所对应的风速阈值的大小；

针对所述风力发电机组中每个风力发电机，当所述当前风速低于所述风速阈值，使所述风力发电机的功率低于所述风力发电机所对应的最大出力功率时，控制所述风力发电机按照最佳叶片速比运行；

针对所述风力发电机组中每个风力发电机，当所述当前风速不低于所述风速阈值，使所述风力发电机的功率不低于所述风力发电机对应的最大出力功率时，控制所述风力发电机调整变桨角度以限定所述风力发电机的功率在所述风力发电机对应的最大出力功率处。

优先的，所述向所述风力发电机组发送携带有最大出力状态的转速优先控制指令，包括：